FR2926025A1

FR2926025A1 - Hypothermic mechanical ventilating device for anesthesia patient, has heat exchange unit including removable element in contact with circuit of respirator, where exchange unit includes cooling unit for cooling air breathed into lungs

Info

Publication number: FR2926025A1
Application number: FR0800042A
Authority: FR
Inventors: Youssef Abdelmoumen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-01-04
Filing date: 2008-01-04
Publication date: 2009-07-10

Abstract

The device has an adjustable heat exchange unit (1) including a removable element in contact with a circuit of a respirator for allowing circulation of air breathed into lungs (4) of a patient (10). The exchange unit comprises a cooling unit for cooling the air breathed into the lungs. The exchange unit is adjusted by a manual control unit, where the control unit is constituted of an adjusting unit for adjusting temperature exchanged by the exchange unit. A measuring unit carries out direct or indirect measurement of amount of the air in an air circulation conduit (7).

Description

DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE MISE EN îUVRE D'UNE VENTILATION MÉCANIQUE HYPOTHERMIQUE LORS DE CIRCULATION EXTRACORPORELLE. DEVICE AND METHOD FOR IMPLEMENTING HYPOTHERMIC MECHANICAL VENTILATION DURING EXTRACORPOREAL CIRCULATION.

Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif de protection des poumons par une ventilation mécanique hypothermique lors de circulation extracorporelle et son procédé de mise en oeuvre. La présente invention est notamment employée contre les phénomènes d'ischémie-reperfusion lors d'interventions chirurgicales cardiaques utilisant la circulation extracorporelle. Brève description de l'antériorité Traditionnellement, la chirurgie cardiaque est effectuée à l'aide de la circulation extracorporelle. Ce mode opératoire permet au chirurgien à la fois de pouvoir arrêter le coeur et de travailler dans un champ opératoire exsangue. Dans ces conditions, l'ischémie broncho-pulmonaire est quasi inévitable. Une ischémie est une diminution de l'apport sanguin artériel à un organe. Dans le cas de l'ischémie broncho-pulmonaire, cette diminution entraine essentiellement une baisse de l'oxygénation des tissus de l'organe en deçà de ses besoins (hypoxie), et la perturbation du métabolisme, voire même une mort cellulaire. L'ischémie peut être modérée et n'entraîner qu'une gêne limitée. Elle peut être sévère et entrainer à la fois la perte de sa fonction et induire une réaction inflammatoire généralisée. L'utilisation de l'hypothermie générale en chirurgie cardiaque comme moyen d'augmenter la tolérance des organes et en particulier les poumons à cette ischémie donne des résultats cliniques controversés. Ceci est du au fait que l'hypothermie générale induite et reversée par La circulation extracorporelle est incapable de protéger spécifiquement les poumons à cause des phénomènes d'exclusion vasculaire précoce des poumons qui sont alors les organes orphelins de la circulation extracorporelle et de l'hypothermie générale associée. La chirurgie cardiaque est en règle générale faite sous anesthésie générale avec mise en ventilation mécanique des poumons. Cette ventilation mécanique met en oeuvre un circuit de respiration comprenant un respirateur, un conduit pour l'air, une sonde endotrachéale et éventuellement un filtre bactérien. Le filtre bactérien remplit les fonctions d'humidificateur, de chauffage et d'anti-bactérien. Habituellement la ventilation mécanique est interrompue au démarrage de la circulation extracorporelle. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a device for protecting the lungs by hypothermic mechanical ventilation during extracorporeal circulation and its method of implementation. The present invention is especially used against ischemia-reperfusion phenomena during cardiac surgical procedures using extracorporeal circulation. Brief description of prior art Traditionally, cardiac surgery has been performed using cardiopulmonary bypass. This procedure allows the surgeon both to stop the heart and work in a bloodless surgical field. Under these conditions, bronchopulmonary ischemia is almost inevitable. Ischemia is a decrease in arterial blood supply to an organ. In the case of bronchopulmonary ischemia, this decrease essentially leads to a decrease in the oxygenation of the tissues of the organ below its needs (hypoxia), and the disruption of metabolism, or even cell death. Ischemia can be moderate and cause only limited discomfort. It can be severe and cause both loss of function and induce a generalized inflammatory reaction. The use of general hypothermia in cardiac surgery as a means of increasing the tolerance of organs and especially the lungs to this ischemia gives controversial clinical results. This is because the general hypothermia induced and returned by the extracorporeal circulation is unable to specifically protect the lungs because of the phenomena of early vascular exclusion of the lungs which are then the orphan organs of cardiopulmonary bypass and hypothermia. associated general. Cardiac surgery is usually done under general anesthesia with mechanical ventilation of the lungs. This mechanical ventilation uses a breathing circuit comprising a respirator, a conduit for air, an endotracheal tube and possibly a bacterial filter. The bacterial filter fulfills the functions of humidifier, heating and anti-bacterial. Usually mechanical ventilation is interrupted at the start of extracorporeal circulation.

D'autres procédés de protection spécifique des poumons pendant la circulation extracorporelle ont été étudiés. Parmi ces procédés, on peut notamment relever ceux 1 impliquant des perfusions dans l'artère pulmonaire. L'artère pulmonaire constitue le réseau fonctionnel de la circulation pulmonaire. Des perfusions de l'artère pulmonaire ont été appliquées avec plusieurs modes préparatoires. Dans chacun de ces modes de perfusion, la valeur de la température reste un des facteurs sur lequel de nombreux tests sont faits. Premièrement, les dispositifs et procédés de l'art antérieur, bien que contraires à l'esprit de la circulation extracorporelle (champs opératoire exsangue) ont démontré une efficacité limitée. Deuxièmement, ces dispositifs et procédés ne font qu'induire une hypothermie 10 éphémère dont l'effet s'épuise rapidement. Sommaire de l'invention Le dispositif selon l'invention de protection des poumons par une ventilation mécanique hypothermique lors de circulation extracorporelle et le procédé mettant en oeuvre ledit dispositif permet de remédier à ces inconvénients. 15 Il s'agit d'un dispositif de ventilation mécanique hypothermique lors de circulation extracorporelle, ladite ventilation mécanique utilisant un respirateur (3), un conduit (7) et une sonde andotrachéale (8). Ledit dispositif est constitué d'un moyen d'échange thermique (1) réglable constitué d'un élément amovible en contact avec le circuit dudit respirateur (3) faisant circuler l'air insufflé dans les poumons, ledit moyen d'échange 20 thermique (1) comprenant au moins un moyen de refroidissement (2) dudit air insufflé dans les poumons. La présente invention est notamment employée contre les phénomènes d'ischémiereperfusion lors d'interventions chirurgicales cardiaques utilisant la circulation extracorporelle. 25 Avantageusement, ledit moyen d'échange thermique (1) est réglable par un moyen de commande (5) de la mise en marche et de l'arrêt instantané dudit moyen de refroidissement (2). Préférentiellement, ledit moyen de commande (5) est constitué d'au moins un moyen de commande en local ou à distance dudit moyen de refroidissement (2). 30 Selon un mode de réalisation, ledit moyen de commande (5) est constitué d'un moyen de réglage de la température échangée par ledit moyen d'échange thermique (2). Selon une variante de réalisation, ledit moyen de commande (5) est manuel. De préférence, ledit dispositif est constitué d'un moyen d'affichage et de contrôle (9) de la température restituée par un moyen de mesure. 35 De manière préférentielle, ledit moyen de mesure effectue une mesure directe ou indirecte de l'air dudit conduit (7) ou d'une des structures des poumons. 2 Selon un autre mode de réalisation ledit moyen d'échange thermique (1) est positionné sur le conduit constituant le circuit dudit respirateur (3). Ledit moyen d'échange thermique peut également être positionné sur le filtre bactérien ou le conduit dudit filtre bactérien si celui-ci est présent. Other methods of specific protection of the lungs during extracorporeal circulation have been studied. These methods include those involving infusions in the pulmonary artery. The pulmonary artery constitutes the functional network of pulmonary circulation. Infusions of the pulmonary artery were applied with several preparatory modes. In each of these modes of infusion, the value of the temperature remains one of the factors on which many tests are made. Firstly, the devices and methods of the prior art, although contrary to the spirit of extracorporeal circulation (bloodless surgical field) have demonstrated limited effectiveness. Second, these devices and methods only induce ephemeral hypothermia whose effect is rapidly depleted. SUMMARY OF THE INVENTION The device according to the invention for protecting the lungs by hypothermic mechanical ventilation during extracorporeal circulation and the method using said device overcomes these disadvantages. It is a hypothermic mechanical ventilation device during extracorporeal circulation, said mechanical ventilation using a respirator (3), a conduit (7) and an andtracheal tube (8). Said device consists of an adjustable heat exchange means (1) consisting of a removable element in contact with the circuit of said ventilator (3) circulating the air blown into the lungs, said heat exchange means ( 1) comprising at least one means for cooling (2) said air blown into the lungs. The present invention is particularly used against ischemiereinfusion phenomena during cardiac surgical procedures using extracorporeal circulation. Advantageously, said heat exchange means (1) is adjustable by a control means (5) for starting and stopping said cooling means (2) instantaneously. Preferably, said control means (5) consists of at least one means for controlling locally or remotely said cooling means (2). According to one embodiment, said control means (5) consists of a means for adjusting the temperature exchanged by said heat exchange means (2). According to an alternative embodiment, said control means (5) is manual. Preferably, said device consists of a display means and control (9) of the temperature restored by a measuring means. Preferably, said measuring means makes a direct or indirect measurement of the air of said duct (7) or of one of the structures of the lungs. According to another embodiment, said heat exchange means (1) is positioned on the conduit constituting the circuit of said respirator (3). Said heat exchange means may also be positioned on the bacterial filter or the conduit of said bacterial filter if it is present.

Avantageusement, ledit moyen d'échange thermique (1) est constitutif dudit respirateur (3). Le procédé de ventilation mécanique hypothermique lors de circulation extracorporelle mettant en oeuvre le dispositif selon l'invention comporte les phases suivantes : - positionnement dudit dispositif sur ledit conduit (7) de circulation de l'air ; - réglage de la puissance thermique de refroidissement ; mise en marche du dispositif par utilisation du moyen de commande (5) dudit moyen d'échange thermique (1) ; - contrôle de la température par des variations de la puissance thermique de refroidissement du moyen d'échange thermique (1) au cours de l'opération en fonction des données physiologiques du patient et des variations des conditions opératoires, en particulier le débit de ventilation mécanique ; - arrêt du dispositif par utilisation du moyen de commande (5) ou retrait du moyen d'échange thermique amovible si les conditions le nécessitent. Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, d'un exemple de réalisation en se référent aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 représente le dispositif selon l'invention positionné sur le circuit de circulation d'air. Advantageously, said heat exchange means (1) constitutes said respirator (3). The method of hypothermic mechanical ventilation during extracorporeal circulation using the device according to the invention comprises the following phases: positioning of said device on said duct (7) for the circulation of air; - adjustment of the cooling thermal power; switching on the device by using the control means (5) of said heat exchange means (1); control of the temperature by variations of the cooling thermal power of the heat exchange means (1) during the operation as a function of the physiological data of the patient and of the variations of the operating conditions, in particular the mechanical ventilation flow rate ; - Stopping the device by using the control means (5) or removal of the removable heat exchange means if the conditions require it. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other features and advantages of the invention will be better understood on reading the following description of an exemplary embodiment with reference to the appended drawings in which FIG. 1 represents the device according to the invention. invention positioned on the air circulation circuit.

La figure 2 représente le dispositif selon l'invention lors d'une intervention chirurgicale. Description détaillée des modes préférés de réalisation Le dispositif de protection des poumons par une ventilation mécanique hypothermique lors de circulation extracorporelle est positionné en contact avec le conduit (7) dans lequel circule l'air insufflé dans les poumons d'un patient (10). Le dispositif est en contact avec le conduit mais en aucun cas avec l'air qui circule dans ledit conduit. La circulation extracorporelle est pratiquée sous anesthésie générale du patient (10) opéré, sa respiration étant maintenue par un dispositif constitué d'un respirateur (3) insufflant de l'air dans un conduit (7) et une sonde andotrachéale (8). Dans certains modes opératoires, l'air circule aussi à travers un filtre bactérien (11) avant d'atteindre le 3 patient. Ledit filtre bactérien (11) remplit les fonctions d'humidificateur, de chauffage et d'anti-bactérien. Le dispositif de ventilation mécanique hypothermique mettant en oeuvre la circulation extracorporelle selon l'invention est constitué d'un moyen d'échange thermique (1) positionné sur le filtre bactérien (11) ou le conduit dudit filtre. Ledit moyen d'échange thermique (1), amovible, peut être retiré et repositionné à un autre emplacement sur le conduit (7) si le mode opératoire le nécessite et en l'absence de filtre bactérien (11). Ledit moyen d'échange thermique peut également être intégré au respirateur (3) ou au conduit (7). Figure 2 shows the device according to the invention during a surgical procedure. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The device for protecting the lungs by hypothermic mechanical ventilation during extracorporeal circulation is positioned in contact with the duct (7) in which the air blown into the lungs of a patient (10) circulates. The device is in contact with the conduit but in no case with the air flowing in said conduit. Extracorporeal circulation is performed under general anesthesia of the patient (10) operated, his breathing being maintained by a device consisting of a respirator (3) blowing air into a conduit (7) and an andtracheal tube (8). In some procedures, the air also circulates through a bacterial filter (11) before reaching the patient. Said bacterial filter (11) fulfills the functions of humidifier, heating and anti-bacterial. The hypothermic mechanical ventilation device implementing the extracorporeal circulation according to the invention consists of a heat exchange means (1) positioned on the bacterial filter (11) or the conduit of said filter. Said heat exchange means (1), removable, can be removed and repositioned at another location on the conduit (7) if the procedure requires it and in the absence of bacterial filter (11). Said heat exchange means may also be integrated with the respirator (3) or the conduit (7).

Ledit moyen d'échange thermique (1) est réglable. D'une part, un moyen de commande (5) y est positionné afin de le mettre en fonctionnement ou de stopper son fonctionnement. D'autre part, il bénéficie d'un moyen de commande variable de la température permettant ainsi de générer un air froid à la température choisie en fonction des données physiologiques du patient (10) et de l'avancement de l'opération, notamment des variations de conditions opératoires, en particulier le débit de ventilation mécanique. Ledit moyen de commande variable peut être intégré au moyen de commande (5) ou en être séparé. Ainsi la commande d'arrêt ou de mise en marche du dispositif peut s'effectuer à distance, le mode de liaison avec le moyen d'échange thermique pouvant autant être filaire que hertzien. Said heat exchange means (1) is adjustable. On the one hand, a control means (5) is positioned therein to put it into operation or to stop its operation. On the other hand, it benefits from a variable temperature control means thus making it possible to generate a cold air at the chosen temperature according to the physiological data of the patient (10) and the progress of the operation, in particular variations in operating conditions, in particular the mechanical ventilation rate. Said variable control means may be integrated with or separate from the control means (5). Thus the command to stop or start the device can be done remotely, the connection mode with the heat exchange means can be both wired and wireless.

Un moyen d'affichage (9) est nécessaire pour visualiser la température choisie et générée par le dispositif sur le conduit et l'air y circulant. Ledit moyen d'affichage (9) peut être positionné directement sur le dispositif selon l'invention. Ledit moyen d'affichage peut également être un écran indépendant du dispositif positionnable à volonté. La seule contrainte réside dans le fait que ce moyen d'affichage doit recevoir et afficher l'information issue du dispositif. Lors de son utilisation, ledit dispositif est positionné sur ledit conduit (7) de circulation de l'air. L'opérant, au regard des données physiologiques du patient telles que la corpulence ou la température centrale du patient, règle la puissance thermique de refroidissement. Display means (9) is required to view the selected and generated temperature of the device on the conduit and the air flowing therethrough. Said display means (9) can be positioned directly on the device according to the invention. Said display means can also be a screen independent of the device positionable at will. The only constraint lies in the fact that this display means must receive and display the information from the device. In use, said device is positioned on said duct (7) of air circulation. The operator, with regard to the physiological data of the patient such as the corpulence or the central temperature of the patient, regulates the cooling thermal power.

La mise en marche du dispositif se fait ensuite à l'aide du moyen de commande (5) dudit moyen d'échange thermique (1). Tout au long de l'opération, le dispositif est capable d'apporter une puissance thermique de refroidissement qui est variable et contrôlable de manière à assurer une température du poumon assurant sa protection pendant l'opération. The device is then started using the control means (5) of said heat exchange means (1). Throughout the operation, the device is capable of providing a cooling thermal power which is variable and controllable so as to ensure a temperature of the lung ensuring its protection during the operation.

A titre purement illustratif, l'échange thermique peut être effectué en utilisant un gaz réfrigérant en circuit fermé, une cellule Pelletier, de la glace ou un liquide à fort 4 coefficient de chaleur massique ou tout autre moyen permettant de créer un apport de froid indépendamment ou combinés entre eux. Lorsque le maintien de la température de l'air insufflé manière artificielle n'est plus nécessaire, l'arrêt du dispositif est effectué par l'utilisation du moyen de commande (5) ou par le retrait du moyen d'échange thermique amovible si les conditions les nécessitent. De nombreuses variantes éventuellement susceptibles de se combiner peuvent ici être apportées sans jamais sortir du cadre de l'invention tel qu'il est défini ci-avant. Les modifications non substantielles qui découleraient de façon évidente, pour l'homme de l'art, de l'utilisation ou de la fabrication du dispositif et du procédé permettant de le mettre en oeuvre dont le brevet est ici requis, sans en altérer les dispositions originales, n'en seraient que de simples équivalents techniques, entrant également dans le cadre de la présente invention. 5 As a purely illustrative example, the heat exchange can be carried out using a closed-loop refrigerant gas, a Pelletier cell, ice or a high-heat-mass liquid or any other means for creating a cold supply independently. or combined with each other. When maintaining the temperature of the air blown artificially is no longer necessary, the device is stopped by the use of the control means (5) or by the removal of the removable heat exchange means if the conditions require them. Many variants that may possibly be combined can be provided here without ever departing from the scope of the invention as defined above. The non-substantial modifications which would clearly follow, for those skilled in the art, from the use or manufacture of the device and the method for implementing it, the patent of which is hereby required, without altering its provisions. original, would be merely technical equivalents, also falling within the scope of the present invention. 5

Claims

1) Hypothermic mechanical ventilation device during extracorporeal circulation, said mechanical ventilation using a respirator (3), a conduit (7) and an endotracheal tube (8) characterized in that it consists of a heat exchange means (1) adjustable consisting of a removable element in contact with the circuit of said respirator (3) circulating the air blown into the lungs, said heat exchange means (1) comprising at least one cooling means (2) of said air blown into the lungs.

2) Hypothermic mechanical ventilation device during extracorporeal circulation according to claim 1 characterized in that said heat exchange means (1) is adjustable by a control means (5) for starting and instantaneous shutdown of said cooling means (2).

3) Hypothermic mechanical ventilation device during extracorporeal circulation according to claim 2 characterized in that said control means (5) comprises a means for adjusting the temperature exchanged by said heat exchange means (2).

4) Hypothermic mechanical ventilation device during extracorporeal circulation according to claim 2 characterized in that said control means (5) is manual.

5) Hypothermic mechanical ventilation device during extracorporeal circulation according to claim 4 characterized in that it comprises a measuring means for performing a direct or indirect measurement of the air of said duct (7) or 25 of one of the structures lungs.

6) Hypothermic mechanical ventilation device during extracorporeal circulation according to claim 5 characterized in that said device consists of a display means and control (9) of the temperature restored by said measuring means. 30

7) Hypothermic mechanical ventilation device during extracorporeal circulation according to claim 1 characterized in that said heat exchange means (1) is positioned on the conduit constituting the circuit of said respirator (3).

8) Device for hypothermia in cardiac surgery according to claim 1 characterized in that said heat exchange means (1) is constitutive of said respirator (3). 6